[发明专利]一种基于摄像及卫星及惯性测量组合的铁轨路基沉降测量的方法

摘要

本发明涉及一种基于摄像及卫星及惯性测量组合的铁轨路基沉降测量的方法。在车载平台上安装摄像机、卫星定位组件、惯性测量组件、时间同步系统、轨道车体相对测量系统和数据处理专用计算机等，在铁轨沿线布设卫星定位差分基站和摄像测量标志基站，组成摄像与卫星与惯性测量或摄像与惯性测量或卫星与惯性测量的组合测量系统，通过摄像及卫星及惯性测量的深度融合，建立高精度的车载动态位置、姿态和速度测量基准，再根据轨道车体相对测量，长时间保持高精度地测量轨道和路基参数，通过与轨道设计标准数据对比，实现铁轨路基沉降及铁轨几何参数的自动、高精度、长时间、连续测量。

主权项

一种基于摄像及卫星及惯性测量组合的铁轨路基沉降测量的方法，通过摄像与卫星与惯性测量或摄像与惯性测量或卫星与惯性测量的组合，建立高精度的车载动态位置、姿态和速度测量基准，再根据轨道车体相对测量，长时间保持高精度地测量轨道和路基参数，通过与轨道设计标准数据对比，实现铁轨路基沉降及铁轨几何参数的自动、高精度、长时间、连续测量，其特征在于，内容包含：（1）在车载平台上安装摄像机、卫星定位组件、惯性测量组件、时间同步系统、数据处理专用计算机，标定摄像机、卫星测量和惯性测量坐标系间的关系，组成摄像与卫星与惯性测量或摄像与惯性测量或卫星与惯性测量的组合动态基准车载测量系统，同时安装轨道车体相对测量系统，用于测量轨道路基相对于动态基准的几何参数；（2）在铁轨附近地点设置卫星定位差分基站和摄像测量标志基站，卫星定位差分基站和摄像测量标志基站可布设在一起，也可独立布设，基站和控制点在基准坐标系下的坐标已知或已测，基准坐标系可以选择为大地坐标系或其他基准坐标系；（3）当车载测量系统经过摄像测量标志基站时，摄像机实时采集基站的标志点的图像，提取各标志点在图像中的坐标位置，将各标志点的坐标数据按成像几何约束关系进行运算，获得摄像机坐标系相对基准坐标系的位置和姿态关系，根据标志序列图像或多像机拍摄图像，解算摄像机的速度，根据已标定的摄像机、卫星测量和惯性测量坐标系间的关系，高精度定点修正摄像与卫星与惯性组合测量系统的测量结果，并估计补偿系统器件误差；（4）在摄像测量标志基站之间，采用卫星实时动态差分方法，将卫星/惯性深度融合测量更新系统的位置、姿态和速度；（5）利用轨道车体相对测量系统实时测量轨道路基与车载平台间的几何参数，根据车载平台的位置、姿态和速度测量结果实时得到轨道和路基参数，通过与轨道设计标准数据对比，实现铁轨路基沉降及铁轨几何参数的自动、高精度、长时间、连续测量。